Kulturelle Evolution

Zu Charles Darwins Zeiten wusste man noch nichts von Genen. Darwin und andere wussten nur, aus Beobachtungen in der Welt, dass Nachkommen ihren Eltern ähneln, und dass Organismen in ihren Merkmalen variieren. Neue Merkmale entstehen in irgendeiner Weise, und Merkmale werden in irgendeiner Weise an Nachkommen vererbt. So formulierte Darwin seine Theorie der Evolution durch natürliche Selektion sehr allgemein und ohne Bezug zu einem konkreten Vererbungsmechanismus oder Erbträger.

Durch die Arbeit von Gregor Mendel und mit der Entdeckung der DNA war man sich sicher, dass man nun die Erbträger und die Mechanismen gefunden hatte, die die Vererbung und Variation von Merkmalen ermöglichen. So wurde die Evolutionstheorie in den 1940ern umformuliert als “eine Veränderung von Allelfrequenzen in Populationen”. Diese Formulierung der Evolutionstheorie nennt sich die “Modern Synthesis” (moderne Synthese).

Doch in den letzten Jahrzehnten wurden viele Biologen darauf aufmerksam, dass Genmutationen und die Vererbung von Genen nicht allein alle Merkmale erklären können, die wir in Lebewesen finden. Viele Tiere scheinen Verhaltensweisen z.B. durch Nachahmung an Nachkommen und andere zu “vererben”. Auch scheinen viele Tiere von ihnen geschaffene Strukturen an ihre Nachkommen zu "vererben", welche Auswirkungen auf ihre Überlebens- und Fortpflanzungschancen haben.

Vor allem für den Bereich der menschlichen Evolution müssen wir diese anderen Möglichkeiten der Vererbung scheinbar in Betracht ziehen: Menschen habe viele kulturelle Merkmale und Technologien, die nicht genetisch festgelegt sind (oder anders ausgedrückt: die Variation in kulturellen Merkmalen steht in geringer Beziehung zur Variation im Genotyp), und doch an andere weitergegeben werden, oft sogar selektiv (nicht alle Merkmale und Technologien werden gleich stark weitergegeben und imitiert).

So schlugen sie vor, dass wir die Definition der Evolutionstheorie ausweiten müssen, um so auch die Variation, Selektion und Weitergabe von phänotypischen Merkmalen und Dingen zu erklären, die nicht an sehr stark an Gene oder an einen Generationenwechsel gebunden sind. Die kulturelle Evolution, das heißt die Veränderung und Verteilung von Verhaltensweisen, Überzeugungen, sozialen Normen, Wissen, Technologien, Weltanschauungen, Institutionen und anderer kultureller Merkmale in Populationen, kann man u.a. mithilfe dieser erweiterten Evolutionstheorie untersuchen und erklären.

Worin ähneln und unterscheiden sich die genetische Evolution und die kulturelle Evolution?

Genetische Evolution

Phänotypische Evolution (inkl. kulturelle Evolution)

Beispiel

Hautfarbe, Haarfarbe, Laktose-Persitenz (Lp)-Gen

Lesen und Schreiben, Muttersprache, Tattoos, Milch trinken

Welche Veränderungen in einer Population sind von Interesse?

Die Häufigkeit und Verteilung von Genen/Allelen

Die Häufigkeit und Verteilung von Merkmalen, z.B. Gene, körperliche Merkmale, Verhalten, Wahrnehmungen, Sozialstruktur, von Lebewesen geschaffene Dinge oder Strukturen

Wodurch entstehen neue Variationen eines Merkmals?

Durch zufällige Mutationen und Rekombination von Genen

Verschiedene Mechanismen sind möglich, je nach Merkmal: zufällige Mutationen und Rekombination von Genen; durch Ausprobieren (trial-and-error), Zufälle/Fehler, Einfallsreichtum, Kreativität, “brainstorming”, Rekombination von Ideen

Wie geschieht die “Selektion” von Merkmalen?

Das Merkmal erhöht die Fortpflanzungschancen unter den gegebenen Umweltbedingungen.

Verschiedene Mechanismen, je nach Merkmal: erhöhte Fortpflanzungschancen; durch Konditionierung, Lernen am Erfolg, innere Motivationen und Präferenzen oder Charakteristika des Merkmals oder des Merkmalsträgers ist ein Individuum motiviert, das Verhalten, die Technologie etc. zu lernen, zu wiederholen, nachzuahmen, nachzubauen, zu verwenden oder anderen beizubringen (manchmal kulturelle Selektion genannt); Vorteile und Motivationen müssen nicht bewusst wahrgenommen werden; die durch Verhalten veränderten Umweltbedingungen können wiederum bestimmte Gene selektieren

Durch welche anderen Mechanismen können sich Merkmalsfrequenzen in der Population ändern?

Durch zufällige Prozesse wie Gendrift, Gründereffekt, Migration; abweichende Weitergabe (biased transmission) durch meiotic drive

Durch zufällige Prozesse wie Drift (genetische, kulturelle), Gründereffekt, Migration; abweichende oder bevorzugte Weitergabe (biased transmission) aufgrund von Faktoren in der Wahrnehmung

Wie wird ein Merkmal vererbt oder in der Population vermehrt?

Durch biologische Fortpflanzung und Vererbung von genetischem Material an Nachkommen

Verschiedene Mechanismen sind möglich, je nach Merkmal: durch biologische Fortpflanzung und Vererbung des genetischen Materials (genetische Vererbung) und von Genregulationsnetzwerken (epigenetische Vererbung); durch soziales Lernen/Lehren, Nachahmung, Nachbauen (Weitergabe sowohl an Nachkommen als auch an Andere; Vererbung von Verhalten und Symbolen), durch Ansammlung geschaffener Dinge und Strukturen, die in der Umwelt über längere Zeit bestehen bleiben (ökologische Vererbung)

Was ist die Bedeutung von “Fitness”?

Anzahl überlebende Nachkommen; die zunehmende Häufigkeit des Genes/Allels in der Population

Anzahl Nachkommen und/oder Anzahl Nachahmer; die zunehmende Häufigkeit des Merkmals oder der Technologie in der Population

Können sich Lebewesen im Laufe eines Lebens an Umweltbedingungen anpassen?

Nein, denn das Genom in den Keimzellen eines Organismus ändert sich nicht im Laufe eines Lebens. Nur Populationen können sich anpassen.

Ja, denn viele Organismen können ihr Verhalten oder ihre Umweltbedingungen ändern, oder neue Dinge schaffen. Diese Veränderungen können sich auch auf Folgegenerationen auswirken.

Manche Biologen sehen auch Organismen als Populationen von Zellen und Merkmalen, welche sich im Laufe ihrer Entwicklung durch Variation und selektives Fortbestehen von Merkmalen verändern.

Wo wird Information gespeichert?

Im Genom

Im Genom, in neuronalen Netzen/Gehirn, sozialen Netzwerken, in der Umwelt (Stukturen, Technologien, Bücher, Computer,...)

Der Beginn der kulturellen Evolution (Merkmale: Technologien)

3 - 2,5 Mio Jahre: erste Oldowan-Steinwerkzeuge und Beginn der Steinzeit. Die Herstellung dieser Werkzeuge erforderte bereits erhöhte Ausdauer, Planungsfähigkeit, und Kontrolle und Koordination der Handbewegungen, verglichen mit der Werkzeugherstellung von Schimpansen. (siehe Werkzeugherstellung)


1,7 Mio Jahre

Der Faustkeil als nächste Innovation der Steinwerkzeuge. Die Qualität und Variation der Faustkeile nahm ab diesem Zeitpunkt kontinuierlich zu. Die Zeitspanne und Arbeitsschritte zwischen der Erkennung eines Problems (“Nahrung finden”) und dessen Lösung wurden länger - Werkzeuge wurden für die Zukunft hergestellt, und über weitere Entfernungen transportiert, was erhöhte geistige Fähigkeiten erfordert. Die Weitergabe dieser Technologie erforderte auch erhöhte Fähigkeiten für soziales Lernen und Lehren.

Reflektion: Zwischen dem Auftauchen der ersten Oldowan-Steinwerkzeuge und dem Auftauchen der ersten Faustkeile lagen ca. 1 Million Jahre! Was könnte die Gründe dafür sein, dass es scheinbar über einen so langen Zeitraum keine weitreichenden Innovationen in der Werkzeugherstellung in den Populationen unserer Vorfahren gab?

ca. 1 Mio Jahre: Erste Anzeichen für die Nutzung von Feuer. Feuer ermöglichte u.a. größeren Schutz vor Raubtieren, v.a. nachts.

Vor ca. 800 000 Jahren konnte Homo erectus Feuer scheinbar beherrschen. Die Zubereitung von Fleisch mithilfe von Feuer machte es einfacher, das Fleisch zu kauen und zu verdauen, was die Energiegewinnung aus fleischlicher Nahrung effizienter machte, die Nahrungsversorgung der Gruppe verbesserte, und den Selektionsdruck auf die körperlichen “Kauwerkzeuge” und Verdauungsorgane weiter abschwächte.

Nutzung von Feuer hatte sicherlich auch einen Einfluss auf das Sozialleben - zusammen am Feuer sitzen, sich gegenseitig Dinge zeigen, und schließlich erzählen.

Ca. 400 000 Jahre alter Speer aus Schöningen.

vor 300 000 Jahren

Werkzeuge der mittleren Steinzeit

Werkzeuge aus verschiedenen Materialien (Stein, Holz, Knochen), für viele verschiedene Zwecke, inklusive für die Herstellung anderer Werkzeuge

Literaturangaben

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  • Laland, K. N., Uller, T., Feldman, M. W., Sterelny, K., Müller, G. B., Moczek, A. P., … Odling-Smee, J. (2015). The extended evolutionary synthesis: its structure, assumptions and predictions. Proc. R. Soc. B, 282(1813), 20151019. https://doi.org/10.1098/rspb.2015.1019
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  • Mesoudi, A. (2011). Cultural Evolution: How Darwinian Theory Can Explain Human Culture and Synthesize the Social Sciences. Chicago, USA: University of Chicago Press.